燃料输送与CO2输送一体网络的建模及评价.pdfVIP

中国工程热物理学会 工程热力学与能源利用 学术会议论文 编号：091125 燃料输送和CO 输送一体网络的建模 2 及评价 1,2 1 1 1,2 李胜 金红光 高林 张筱松 （1. 中国科学院工程热物理研究所，北京 100190； 2. 中国科学院研究生院，北京 100039） Tel: +8610Email: lisheng@mail.etp.ac.cn 摘要：能源动力系统的CO2 减排问题是我国可持续发展面临的重要挑战之一。从能量运输、利用与CO2 控制的综合角度，本文首次建立了资源、能源、与 CO 控制一体化运输网络模型，分析了运输距离、 2 燃料能量密度及碳排放属性对一体化网络性能的影响，讨论了能源网络中资源开采地、能源用户终端 和 CO2 汇的匹配关系。研究表明，当燃料的单位质量含碳量与热值之比大于 0.033 （kg/MJ）时，若 能源开采基地到CO 汇的距离小于等于用户终端到CO 汇的距离时，将化石燃料就地转化成清洁能源（如 2 2 电力和甲醇）后再运输到用户终端，可以有效地减少运输成本和能耗。通过综合考虑能源运输、利用 与CO 减排，合理匹配资源基地、终端用户与CO 埋存地，能够有效地提高高热值富碳燃料（如煤）的 2 2 利用效率并降低能源及CO 运输成本。本文的研究结果为实现我国资源开发、能源利用与CO 控制的协 2 2 同提供了新的思路。 关键词:燃料输送；CO 输送；运输模型；CO 排放 2 2 0 引言 我国的化石能源储量集中在经济不发达、能量需求较小的西北部地区，而经济发达、 能量需求大的东部地区则资源匮乏[1] 。煤炭资源2/3 集中在西北部地区，天然气资源最 大贮量在西南地区。能源需求量最大的地区则分布于广东及东部沿海地区。能源需求的 地域分布与能源资源的地理分布不一致，这就必然会导致能源从西北部往东部的大规模 输送[2] 。从西部运往东部的能源主要有煤炭、天然气和电力。煤炭主要采取铁路运输， 天然气采取管道运输，电力采取高压输电技术。目前，虽然随着西电东送工程的实施， 已经实现了电力的较高效率的输送，但我国运输的能源主要还是煤炭，能源运输并不高 效，因此研究我国能源的高效运输途径非常重要。在温室效应愈加严重的背景下，CO2 [3,4] 的捕集和运输是未来减排的重要手段 。CO2 的排放与化石燃料的转化利用和运输密 切相关。化石燃料的转化方式及转化地点决定了CO2 运输的距离以及能源输送的种类、 距离等。能源的输送和CO2 的输送是紧密联系在一起的，寻求高效经济的能源输送方式， 并同时经济高效地进行CO2 运输和埋存，具有重要意义。 在以往的研究中，对能源的运输主要集中在以下几个方面：1)对单一能源（如煤） 的运输的讨论及优化，如文献[5]利用GIS 系统对煤炭的运输进行了建模，并评估了各种 运输情景下的经济规模；2)不同能源输送方案的案例分析，如文献[1] 比较了特高压输电 和运煤输气的经济性及资源使用效率，指出在在很大范围内特高压输电都具备优势；3) 能源运输网络的建模与优化，如文献[6]在考察法国境内运输网络的基础，开发了精确的 *本研究受基金委重大国际合作项目资助(NO.50520140517)